RS232 protokol serijske komunikacije: osnove, rad i specifikacije

Jedan od najstarijih, ali popularnih komunikacijskih protokola koji se koristi u industriji i komercijalnim proizvodima je RS232 komunikacijski protokol l. Izraz RS232 označava "Preporučeni standard 232" i vrsta je serijske komunikacije koja se koristi za prijenos podataka koji se obično odvijaju na srednjim udaljenostima. Uveden je davne 1960-ih, a našao se u mnogim aplikacijama poput računalnih pisača, uređaja za tvorničku automatizaciju itd. Danas postoje mnogi moderni komunikacijski protokoli poput RS485, SPI, I2C, CAN itd. Možete ih provjeriti ako vas zanima. U ovom ćemo članku razumjeti osnove protokola RS232 i kako on funkcionira.

Što je serijska komunikacija?

U telekomunikacijama se postupak slanja podataka uzastopno preko računalne sabirnice naziva serijska komunikacija, što znači da će se podaci prenositi bit po bit. Dok se paralelno komuniciraju, podaci se istodobno prenose u bajtu (8 bita) ili znaku na nekoliko podatkovnih linija ili sabirnica. Serijska komunikacija je sporija od paralelne, ali se koristi za dugi prijenos podataka zbog nižih troškova i praktičnih razloga.

Primjer za razumijevanje:

Serijska komunikacija - gađate metu mitraljezima, gdje meci jedan po jedan dolaze do cilja.

Paralelna komunikacija - gađate metu puškom, gdje istodobno doseže veći broj metaka.

Načini prijenosa podataka u serijskoj komunikaciji:

• Asinkroni prijenos podataka - način u kojem se bitovi podataka ne sinkroniziraju impulsom takta. Puls sata je signal koji se koristi za sinkronizaciju rada u elektroničkom sustavu.
• Sinkroni prijenos podataka - način u kojem se bitovi podataka sinkroniziraju impulsom sata.

Karakteristike serijske komunikacije:

• Brzina prijenosa koristi se za mjerenje brzine prijenosa. Opisuje se kao broj bitova koji prolaze u jednoj sekundi. Na primjer, ako je brzina prijenosa 200, tada je prošlo 200 bita po sekundi. U telefonskim linijama brzine prijenosa bit će 14400, 28800 i 33600.
• Stop bitovi se koriste za jedan paket za zaustavljanje prijenosa koji je označen kao "T". Neke tipične vrijednosti su 1, 1,5 i 2 bita.
• Paritetni bit je najjednostavniji oblik provjere pogrešaka. Postoje četiri vrste, tj. Čak i neparne, označene i razmaknute. Na primjer, ako je 011 broj, bit parnosti = 0, tj. Parni paritet i paritet = 1, tj. Neparni paritet.

Što je RS232?

RS232C "Preporučeni standard 232C" je najnovija verzija standardnog 25 pina, dok RS232D ima 22 pina. U novom PC-u muški D-tip koji ima 9 pinova.

RS232 je standardni protokol koji se koristi za serijsku komunikaciju, koristi se za povezivanje računala i njegovih perifernih uređaja kako bi se omogućila serijska razmjena podataka između njih. Kako dobiva napon za put koji se koristi za razmjenu podataka između uređaja. Koristi se u serijskoj komunikaciji do 50 stopa brzinom od 1,492 kbps. Kao što definira EIA, RS232 koristi se za povezivanje opreme za prijenos podataka (DTE) i opreme za komunikaciju podataka (DCE).

Univerzalni asinkroni prijemnik i odašiljač podataka (UART) koji se koristi u vezi s RS232 za prijenos podataka između pisača i računala. Mikrokontroleri nisu u stanju podnijeti takvu vrstu naponskih razina, konektori su povezani između RS232 signala. Ti su konektori poznati kao DB-9 konektori kao serijski priključci i sastoje se od dva tipa muškog konektora (DTE) i ženskog konektora (DCE).

Električne specifikacije

Razmotrimo električne specifikacije RS232 dane u nastavku:

• Razine napona: RS232 se također koristi kao zemlja i razina 5V. Binarni 0 radi s naponima do + 5V do + 15Vdc. Zove se 'ON' ili razmak (razina visokog napona), dok Binary 1 radi s naponima do -5V do -15Vdc. To se naziva "ISKLJUČENO" ili označavanje (razina niskog napona).
• Razina napona primljenog signala: Binarni 0 radi na primljenim signalnim naponima do + 3V do +13 Vdc, a Binarni 1 radi s naponima do -3V do -13 Vdc.
• Linearne impedancije: Impedancija žica je do 3 ohma do 7 ohma, a maksimalna duljina kabela je 15 metara, ali nova maksimalna duljina u smislu kapaciteta po jedinici duljine.
• Radni napon: radni napon bit će 250v AC max.
• Trenutna ocjena: Trenutna ocjena bit će maksimalno 3 ampera.
• Izdržljivi napon dielektrika: 1000 VAC min.
• Stopa okretanja: Stopa promjene razine signala naziva se brzinom zaustavljanja. Sa svojom brzinom porasta do 30 V / mikrosekundu, a maksimalna brzina prijenosa bit će 20 kbps.

Kako RS232 radi?

RS232 radi na dvosmjernoj komunikaciji koja međusobno razmjenjuje podatke. Postoje dva međusobno povezana uređaja, (DTE) Oprema za prijenos podataka i (DCE) Oprema za komunikaciju podataka koja ima igle poput TXD, RXD i RTS & CTS. Sada, iz izvora DTE, RTS generira zahtjev za slanje podataka. Zatim s druge strane DCE, CTS, čisti put za primanje podataka. Nakon čišćenja puta, dat će signal RTS- u DTE izvora da pošalje signal. Tada se bitovi prenose s DTE na DCE. Sad opet iz DCE-aizvor, zahtjev može generirati RTS i CTS o DTE izvori bistri put za primanje podataka i daje signal za slanje podataka. Ovo je cijeli proces kroz koji se odvija prijenos podataka.

TXD	ODAŠILJAČ
RXD	PRIJAMNIK
RTS	ZAHTJEV ZA SLANJE
CTS	Jasno za slanje
GND	ZEMLJA

Na primjer: Signali postavljeni na logiku 1, tj., -12V. Prijenos podataka započinje od sljedećeg bita i kako bi to obavijestio, DTE šalje početni bit DCE-u. Početni bit uvijek je '0', tj. +12 V i sljedećih 5 do 9 znakova su podatkovni bitovi. Ako koristimo bit parnosti, tada se mogu prenijeti podaci od 8 bitova, a ako se paritet ne koristi, tada se prenosi 9 bitova. Zaustavne bitove šalje odašiljač čije su vrijednosti 1, 1,5 ili 2 bita nakon prijenosa podataka.

Mehanička specifikacija

Za mehaničke specifikacije moramo proučiti dvije vrste konektora, a to su DB-25 i DB-9. U DB-25 dostupno je 25 pinova koji se koriste za mnoge programe, ali neki od programa nisu koristili cijelih 25 pinova. Dakle, 9-pinski konektor napravljen je radi praktičnosti uređaja i opreme.

Sada ovdje razgovaramo o DB-9 pin konektoru koji se koristi za vezu između mikrokontrolera i konektora. Postoje dvije vrste: muški konektor (DTE) i ženski konektor (DCE). U gornjem je redu 5 igla, a u donjem 4 igle. Često se naziva DE-9 ili D-type konektor.

Struktura pin-a DB-9 konektora:

Opis pin DB-9 konektor:

PIN broj	Naziv pribadače	Opis pribadače
1	CD (otkrivanje nosača)	Dolazni signal iz DCE-a
2	RD (primanje podataka)	Prima dolazne podatke od DTE-a
3	TD (prijenos podataka)	Pošaljite odlazne podatke DCE-u
4	DTR (spreman za podatkovni terminal)	Odlazni signal rukovanja
5	GND (uzemljenje signala)	Uobičajeni referentni napon
6	DSR (spreman za skup podataka)	Dolazni signal rukovanja
7	RTS (zahtjev za slanje)	Odlazni signal za kontrolu protoka
8	CTS (Jasno za slanje)	Dolazni signal za kontrolu protoka
9	RI (indikator zvona)	Dolazni signal iz DCE-a

Što je rukovanje?

Rukovanje je postupak koji se koristi za prijenos signala iz DTE u DCE radi uspostavljanja veze prije stvarnog prijenosa podataka. Razmjena poruka između odašiljača i prijamnika može se obaviti rukovanjem.

Postoje 3 vrste procesa rukovanja imenovane kao: -

Bez rukovanja:

Ako nema rukovanja, DCE čita već primljene podatke, dok DTE prenosi sljedeće podatke. Svi primljeni podaci pohranjeni na memorijskom mjestu poznatom kao međuspremnik prijemnika. Ovaj međuspremnik može pohraniti samo jedan bit, tako da prijemnik mora pročitati memorijski međuspremnik prije nego što stigne sljedeći bit. Ako prijemnik ne može pročitati pohranjeni bit u međuspremniku i stigne sljedeći bit, tada će se pohranjeni bit izgubiti.

Kao što je prikazano u nastavku dijagramu, prijemnik je u stanju čitati s 4 ^-og malo do 5 ^-og bitni dolazak i ovaj rezultat preskakanja 4 ^-og malo po 5 ^-og bitni i 4 ^-og malo izgubljena.

Rukovanje hardverom:

• Koristi određene serijske priključke, tj. RTS i CTS za kontrolu protoka podataka.
• U tom procesu odašiljač pita prijemnik da je spreman za primanje podataka, a zatim prijemnik provjerava da je međuspremnik prazan, ako je prazan, odašiljaču će dati signal da sam spreman za primanje podataka.
• Prijemnik daje signal predajniku da ne šalje nikakve podatke dok se već primljeni podaci ne mogu čitati.
• Njegov radni postupak isti je kao gore opisan u rukovanju.

Rukovanje softverom:

• U ovom procesu postoje dva oblika, tj. X-ON i X-OFF. Ovdje je 'X' odašiljač.
• X-ON je dio u kojem nastavlja prijenos podataka.
• X-OFF je dio u kojem zaustavlja prijenos podataka.
• Koristi se za kontrolu protoka podataka i sprječavanje gubitka tijekom prijenosa.

Primjene RS232 komunikacije

• RS232 serijska komunikacija koristi se na računalima stare generacije za povezivanje perifernih uređaja poput miša, pisača, modema itd.
• U današnje vrijeme RS232 zamjenjuje napredni USB.
• Također se koristi u PLC strojevima, CNC strojevima i servo kontrolerima jer je daleko jeftiniji.
• I dalje ga koriste neke ploče mikrokontrolera, pisači računa, sustav prodajnih mjesta (PoS) itd.